ヒト人工染色体を用いた染色体基本機能の解析と次世代人工染色体の開発

• 研究課題/領域番号: 20247019
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 分子生物学
• 研究機関: (財)かずさDNA研究所
• 研究代表者: 舛本 寛 (財)かずさDNA研究所, ヒトゲノム研究部, 室長 (70229384)
• 連携研究者: 中野 めぐみ (財団法人)かずさDNA研究所, 研究員 (50542825) ; 大関 淳一郎 (財団法人)かずさDNA研究所, 研究員 (30514088)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 44,070千円 (直接経費: 33,900千円、間接経費: 10,170千円); 2010年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円); 2009年度: 11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円); 2008年度: 22,620千円 (直接経費: 17,400千円、間接経費: 5,220千円)
• キーワード: 遺伝学 / 染色体 / 分配 / セントロメア / 人工染色体 / クロマチン / エピジェネティックス / ヘテロクロマチン

研究概要

ヒト人工染色体(HAC)上に組込んだDNA配列に各種融合タンパク質を結合させ、人為的にクロマチン集合バランスを変換可能な次世代人工染色体の開発に成功した。この人工染色体に、転写抑制因子(tTS)やヒストンメチル化酵素Suv39を結合させヘテロクロマチンを過剰にするとセントロメア/キネトコア機能が破壊され、細胞から脱落することを証明した。一方、ヒストンアセチル化酵素HAT の結合は、セントロメア構成因子の集合を促進することを発見し、セントロメアにおけるクロマチン集合バランスの重要性を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Epigenetic engineering sho ws H3K4 me2 is required for HJURP targeting and CENP-A assembly on a synthetic human kinetochore. (2011)
  • 著者名/発表者名: Bergmann J.H., Gomez M., Martins N.M.C., Kimura H., Kelly D.A., Masumo to H., Larionov V., Jansen L.E.T., Earnshaw W.C.
  • 雑誌名: EMBO J. 30 ページ: 328-340
  • 査読あり
• [雑誌論文] Epigenetic engineering shows H3K4me2 is required for HJURP targeting and CENP-A assembly on a synthetic human kinetochore (2011)
  • 著者名/発表者名: Jan H.Bergmann
  • 雑誌名: EMBO J. 巻: 30 ページ: 328-340
  • 査読あり
• [雑誌論文] Human Artificial Chromosome with a Conditional Centromere for Gene Delivery and Gene Expression (2010)
  • 著者名/発表者名: Iida Y., Kim JH., Kazuki Y., Hoshiya H., Takiguchi M., Hayashi M., Erliandri I., Lee HS., Samoshkin A., Masumoto H., Earnshaw WC., Kouprina N., Larionov V., Oshimura M.
  • 雑誌名: DNA Res. 17 ページ: 293-301
  • 査読あり
• [雑誌論文] Human Artificial Chromosome with a Conditional Centromere for Gene Delivery and Gene Expression (2010)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Iida
  • 雑誌名: DNA RESEARCH 巻: 17 ページ: 293-301
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hierarchical inactivation of a synthetic human kinetochore by a chromatin modifier. (2009)
  • 著者名/発表者名: Cardinale S., Bergmann J.H., Kelly D., Nakano M., Valdivia M.M., Kimura H., Masumoto H., Larionov V., Earnshaw W.C.
  • 雑誌名: Mol.Biol.Cell 20 ページ: 4194-4204
  • 査読あり
• [雑誌論文] Human gamma-satellite DNA maintains open chromatin structure and protects a transgene from epigenetic silencing. (2009)
  • 著者名/発表者名: Kim JH., Ebersole T., Kouprina N., Noskov V.N., Ohzeki J., Masumoto H., Mravinac B., Sullivan B.A., Pavlicek A., Dovat S., Pack S.D., Kwon YW., Flanagan P.T., Loukinov D., Lobanenkov V., Larionov V.
  • 雑誌名: Genome Res. 19 ページ: 533-544
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hierarchical inactivation of aynthetic human kinetochore by a chromatin modifier (2009)
  • 著者名/発表者名: Stefano Cardinale
  • 雑誌名: Molecular Biology of the Cell 20 ページ: 4194-4204
  • 査読あり
• [雑誌論文] Human gamma-satellite DNA maintains open chromatin structure and protects a transgene from epigenetic silencing (2009)
  • 著者名/発表者名: Jung-Hyun Kim
  • 雑誌名: Genome Research 19 ページ: 533-544
  • 査読あり
• [雑誌論文] 染色体分配装置セントロメアの形成メカニズム (2009)
  • 著者名/発表者名: 中野めぐみ
  • 雑誌名: 蛋白質核酸酵素 54 (4) ページ: 427-435
• [雑誌論文] Human gamma-satellite DNA maintains open chromatin structure and protects a transgene from epigenetic silencing (2009)
  • 著者名/発表者名: Jung-Hyun Kim
  • 雑誌名: Geome Research 19 ページ: 533-544
  • 査読あり
• [雑誌論文] 染色体分配装置セントロメアの形成メカニズム (2009)
  • 著者名/発表者名: 中野めぐみ
  • 雑誌名: 蛋白質核酸酵素 54(4) ページ: 427-435
• [雑誌論文] Inactivation of a human kinetochore by specific targeting of chromatin modifiers. (2008)
  • 著者名/発表者名: Nakano M., Cardinale S., Noskov V.N., Gassmann R., Vagnarelli P., Kandels-Lewis S., Larionov V., Earnshaw W.C., Masumoto H.
  • 雑誌名: Dev.Cell 14 ページ: 507-522
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inactivation of a human kinetochore by specific targeting of chromatin modifiers (2008)
  • 著者名/発表者名: Megumi Nakano
  • 雑誌名: Developmental Cell 14 ページ: 507-522
  • 査読あり
• [雑誌論文] ヒト人工染色体から見た染色体制御機構 (2008)
  • 著者名/発表者名: 舛本寛
  • 雑誌名: 生化学 80 ページ: 200-209
  • NAID: 10021191161
• [学会発表] A chromatin assembly balance determines de novo kinetochre formation on satellite DNA. (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Masumoto
  • 学会等名: The MEXT International Workshop 'Mitosis : Cell Proliferation Control
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2010-11-08
• [学会発表] コンディショナルセントロメアを持つ人工染色体 (2010)
  • 著者名/発表者名: 舛本寛
  • 学会等名: 第82回日本遺伝学会大会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2010-09-22
• [学会発表] A chromatin assembly balance determines the fate of de novo kinetochre or heterochromatin formation on satellite DNA. (2010)
  • 著者名/発表者名: Masumoto H., Ohzeki J., Nakano M., et al. V.
  • 学会等名: EMBO Workshop on Chromosome Segregation and Aneuploidy
  • 発表場所: Edinburgh
• [学会発表] A Dynamic Assembly Balance of Centromere Chromatin and Heterochromatin on Alpha-satellite DNA. (2009)
  • 著者名/発表者名: 舛本寛
  • 学会等名: The American Society of Human Genetics The 59th Annual Meeting, in The Invited Session "Epigenetics of human centromere formation"
  • 発表場所: Honolulu, Hawaii
  • 年月日: 2009-10-20
• [学会発表] A Dynamic Assembly Balance of Centromere Chromatin and Heterochro matin on Alpha-satellite DNA (2009)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Masumoto
  • 学会等名: The American Society of Human Genetics The 59th Annual Meeting
  • 発表場所: Honolulu, USA
  • 年月日: 2009-10-20
• [学会発表] Dynamic Assembly mechanism of Centromere Chromatin and Heterochromatin on Human Satellite DNA. (2009)
  • 著者名/発表者名: Masumoto H., Ohzeki J., Nakano M., Okada T., Larionov V., Earnshaw W.C.
  • 学会等名: The 24^<th> Naito Conference on "Nuclear Dynamics and RNA [II]"
  • 発表場所: Sapporo
  • 年月日: 2009-06-25
• [学会発表] Dynamic Assembly mechanism of Centromere Chromatin and Heterochromatin on Human Satellite DNA (2009)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Masumoto
  • 学会等名: The 24^<th> Naito Conference on "Nuclear Dynamics and RNA [II]"
  • 発表場所: Sapporo, Japan
  • 年月日: 2009-06-25
• [学会発表] A Dynamic Assembly Balance of CENP-A Chromatin or Heterochromatin for Centromere Activity on Alpha-satellite Repeats. (2008)
  • 著者名/発表者名: 舛本寛, et al.
  • 学会等名: EMBO Workshop Chromosome Segregation : Centromeres and Kinetochores
  • 発表場所: Arcachon, Bordeaux, France
  • 年月日: 2008-09-28
• [学会発表] A Dynamic Assembly Balance of CENP-A Chromatin or Heterochromatin for Centromere Activity on Alpha-satellite Repeats (2008)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Masumoto
  • 学会等名: EMBO Workshop : Chromosome Segregation : Centromeres and Kinetochores
  • 発表場所: Bordeaux, France
  • 年月日: 2008-09-28
• [学会発表] Dynamic Assembly and Inactivation of Human Centromere on Satellite DNA (2008)
  • 著者名/発表者名: 舛本寛, et al.
  • 学会等名: International Symposium on Chromosome Dynamics in Ise
  • 年月日: 2008-05-28
• [学会発表] DYNAMIC ASSEMBLY AND INACTIVATION OF HUMAN CENTROMERE ON SATELLITE DNA (2008)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Masumoto
  • 学会等名: International Symposium on Chromosome
  • 発表場所: Ise, Japan
  • 年月日: 2008-05-28
• [学会発表] セントロメア機能形成に関わるダイナミックなクロマチン集合バランス (2008)
  • 著者名/発表者名: 舛本寛、中野めぐみ、大関淳一郎、他
  • 学会等名: 第31回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸
• [図書] 染色体分配装置セントロメアの形成メカニズム、蛋白質核酸酵素(54 査読無し) (2009)
  • 著者名/発表者名: 中野めぐみ、舛本寛
• [図書] The Kinetochore : from Molecular Discoveries to Cancer Therapy(Eds. De Wulf P., and Earnshaw W.C.)(Human Artificial Centromeres : De novo assembly of functional centromeres on human artificial chromosomes. 査読あり) (2008)
  • 著者名/発表者名: Masumoto H., Okada T., Okamoto Y.
  • 出版者: Springer Publ.New York
• [図書] ヒト人工染色体から見た染色体制御機構(80 査読無し) (2008)
  • 著者名/発表者名: 舛本寛、岡田晃明
  • 出版者: 生化学
• [図書] Human Artificial Centromeres : De novo assembly of functional centromeres on human artificial chromosomes. in "The Kinetochore : from Molecular Discoveries to Cancer Therapy". Eds. De Wulf P., and Earnshaw W. C. (2008)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Masumoto
  • 総ページ数: 26
  • 出版者: Springer-Verlag
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://www.kazusa.or.jp/j/laboratories/labo_cellengineering.html